3.2 波的描述课后练习 word版含答案

2波的描述课后练习
一、单选题
1.下列说法正确的是（?? ）
A.?黑体只吸收电磁波，不辐射电磁波
B.?光的波长越长，光子的能量越大
C.?光的波长越短，越容易发生衍射
D.?在光的干涉中，明条纹的地方是光子到达概率大的地方
2.图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点；图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确是（?? ）
A.?简谐波沿正x方向传播
B.?在t=0.10s时，质点P的加速度与速度方向相反
C.?从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6m
D.?从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程30cm
3.如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图。已知该波的波速是0.8m/s，则下列说法正确的是（?? ）
A.?t=0时，x=4cm处的质点速度沿y轴负方向 B.?t=0时，x=4cm处的质点速度为零
C.?这列波的周期是0.125s D.?这列波的波长是14cm
4.一列沿x正方向传播的简谐波t＝0时刻的波形如图所示，t＝0.2s时C点开始振动，则（ ??）
A.?t＝0.3s时，质点B将到达质点C的位置
B.?t＝0.15s时，质点A的速度方向沿y轴负方向
C.?t＝0到t＝0.6s时间内，B质点的平均速度大小为10m/s
D.?t＝0.15s时，质点B的加速度方向沿y轴负方向
5.图甲为一沿x轴方向传播的简谐横波在某一时刻的波形图，P、Q、M、N是平衡位置分别在 x1=1 m、 x2=2 m、 x3=3 m、 x4=4 m处的质点，图乙为质点N以此时刻为计时起点的振动图象，则下列说法正确的是（?? ）
A.?在0.15s时间内，质点P沿x轴负方向移动了3m
B.?这列波的传播速度为20m/s
C.?这列波沿x轴正方向传播
D.?从此时刻开始，质点M比质点Q早0.1s到达正最大位移处
6.一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波长为 ( ??)
A.?λ1λ2λ1+λ2??????????????????????????????B.?λ1λ2λ1?λ2??????????????????????????????C.?λ1+λ22??????????????????????????????D.?λ1?λ22
7.一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为 λ ．若在x=0处质点的振动图象如图所示，则该波在t=T/2时刻的波形曲线为（ ??）
A.???????????????????????????????????????????B.?
C.???????????????????????????????????????????D.?
8.如图所示，水平方向的弹簧振子振动过程中，振子先后经过a、b两点时的速度相同，且从a到b历时0.2s，从b再回到a的最短时间为0.4s， aO=bO ，c、d为振子最大位移处，则该振子的振动频率为（?? ）
A.?1Hz???????????????????????????????????B.?1.25Hz???????????????????????????????????C.?2Hz???????????????????????????????????D.?2.5Hz
9.一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看做一个质点，这些质点之间存在着相互作用。如图是某绳波形成过程的示意图。质点l在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2、3、4...各个质点依次振动，把振动从绳的左端传到右端。t=T/2时，质点9刚要开始运动。下列说法正确的是（?? ）
A.?t=T/2时，质点9开始向下运动????????????????????????????B.?t=T/2时，质点5加速度方向向上
C.?t=T/4时，质点5开始向上运动????????????????????????????D.?t=T/4时，质点3的加速度方向向上
10.一根粗细均匀的绳子，右侧固定，使左侧的S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻的波形如图所示．下列说法中正确的是(?? )
A.?该波的波速逐渐增大???????????????????????????????????????????B.?该波的波速逐渐减小
C.?该波的频率逐渐增大???????????????????????????????????????????D.?该波的频率逐渐减小
11.同一波源分别在甲、乙两种不同介质中产生的甲、乙两列波,它们的频率分别为f1、f2,波速分别为v1、v2,波长分别为λ1、λ2,在下列关系式中正确的是(?? )
A.?v1λ1=v2λ2????????????????????????????B.?v1f1=v2f2????????????????????????????C.?f1λ1=f2λ2????????????????????????????D.?v1f2=v2f1
12.一列沿x轴传播的简谐横波，某时刻波形如图所示，关于波的传播方向与质点a、b、c、d、e的运动情况，下列叙述正确的是（?? ）
A.?若波沿x轴正方向传播，a运动的速度将减小
B.?若波沿x轴负方向传播，c将向上运动
C.?若e比d先回到平衡位置，则波沿x轴负方向传播
D.?若波沿x轴正方向传播，再经过半个周期b将移到d现在的位置
13.一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v=4m/s，已知距坐标原点x=0.8m处质点的振动图象如图所示，在下图中能够正确表示t=0.35s时的波形图的是（?? ）
A.?????????????????????????????????????????B.?
C.???????????????????????????????????????D.?
14.如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形．当R点在t=0时的振动状态传到S点时，PR范围内(含P、R)有一些质点正在向y轴负方向运动，这些质点的x坐标取值范围是（? ）
A.?2cm≤x≤4cm??????????????????B.?2cm15.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别是t1和t2时刻的波形图，已知t2-t1＝1.0s，由图判断下列哪一个波速是不可能的（?? ）
A.?1m/s??????????????????????????????????B.?3m/s??????????????????????????????????C.?5m/s??????????????????????????????????D.?10m/s
二、填空题
16.一列沿着x轴正方向传播的横波，在t＝0时刻的波形如图甲所示．图甲中某质点的振动图象如图乙所示．

质点N的振幅是________m，振动周期为________s，振动频率为________HZ；从这一时刻起质点M在9 s内运动的路程为________m，9 s末的位移为________m；图乙表示质点________(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象；该波的波速为________m/s.
17.如图所示是一列简谐横波在某一时刻的波形图，在A、B、C、D四点中，质点A的振幅是________m，此时动能最大的质点是________，势能最大的质点是________．
18.如图所示，在某一均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式为x=0.1sin（10πt）m，介质中P点与A、B两波源间距离分别为4m和5m，两波源形成的简谐横波分别沿AP、BP方向传播，波速都是10m/s．则：这两个简谐横波的波长为________m．P点的振动________（填“加强”或“减弱”）
三、综合题
19.一列周期为4s的简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时的波形如图1所示，介质中质点M、N的平衡位置分别为 xM=2cm 、 xN=4cm 。求：
（1）此列波的传播速度v；
（2）在0~7s时间内质点N经过的路程；
（3）在图2中画出M点自t=0至t=4s的振动图像。
20.如图所示，图甲是一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.05s时刻的波形图，图乙为质点P的振动图像。求：
（1）该波的传播速度大小和传播方向；
（2）画出Q质点的振动图像。
21.如图所示，一列沿x轴传播的简谐横波，t=0时刻的波形图如图甲所示．图乙表示x=1.0m处P的质点的振动图象。求：
（1）波的波长 λ 和振幅A；
（2）请判断这列波的传播方向，并计算该简谐横波传播速度v的大小；
（3）t=0.7s内质点Q运动的路程s。
答案解析
一、单选题
1. D
A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料种类及表面状况无关，A不符合题意；
B．光的波长越长，频率越小，则能量越小，B不符合题意；
C．波长越长，越容易发生明显衍射，C不符合题意；
D．光波是概率波，在光的干涉现象中，暗条纹是指振动减弱的地方，是光子到达概率最小的地方，并非光子不能到达的地方，亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方，D符合题意。
故答案为：D。
2. B
A．由图乙可知，t=0.10s时质点Q位于平衡位置且向下振动，由图甲综合同侧法可知，简谐波沿x负方向传播，A不符合题意；
B．由图甲可知，在t=0.10s时，质点P向上振动，质点P位于平衡位置上方，加速度方向向下，B符合题意；
C．由甲图知波长为8m，波速为 v=λT=80.2m/s=40m/s
从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴负方向传播了 x=vΔt=40×0.15m=6m
C不符合题意；
D．从t=0.10s到t=0.25s经过的时间为 Δt=0.15s=34T
由于 t=0.10s 时刻质点P不在平衡位置或波峰、波谷处，所以质点P通过的路程不是30cm，D不符合题意。
故答案为：B。
3. A
D．从图中可以看出波长等于12cm，D不符合题意；
C．由已知得波速v=0.8m/s，则周期为 T=λv=0.120.8s=0.15s
C不符合题意；
AB．经过0.2s即经过 113 周期，根据波形的平移法可知该波x轴负方向传播。根据振动和波动关系可知t=0时刻，x=4cm处的质点的速度沿y轴负方向，速度最大。A符合题意，B不符合题意。
故答案为：A。
4. D
本题考查的是简谐波的传播问题，质点A、B、C在自己的平衡位置附近做简谐振动，A不符合题意；根据简谐波特点分析只有D符合题意；
故答案为：D
5. B
ABC．由乙图中知波传播的周期T=0.2s，由甲图中知波的波长 λ =4m，则波的传播速度 v=λT=40.2m/s=20m/s
由乙图中知t=0时刻质点N经平衡位置向上运动，则波沿x轴负方向传播；在0.15s时间内，质点P仅在平衡位置附近振动了 3T4 ，通过的路程为0.3m，质点P并不随波迁移，AC不符合题意，B符合题意；
D．从此时刻开始，质点M到达正最大位移处用时 T2 ，即0.1s，质点Q在此时刻振动方向向下，到达正最大位移处用时 3T4 ，即0.15s，所以质点M比质点Q早0.05s到达正最大位移处，D不符合题意。
故答案为：B。
6. A
中子的动量 p1=?λ1
氘核的动量 p2=?λ2
对撞后形成的氚核的动量 p3=p2+p1
所以氚核的德布罗意波波长为 λ3=?p3=λ1λ2λ1+λ2
A符合题意，BCD不符合题意；
故答案为：A．
7. A
从振动图上可以看出x=0处的质点在t= T2 时刻处于平衡位置，且正在向下振动，波沿x轴正向传播，根据走坡法，四个选项中只有A图符合要求，A项正确．
故答案为：A
8. B
由题可知，a、b两点关于平衡位置对称，从a到b历时 t1=0.2s
从b再回到a的最短时间为0.4s，即从b到c所用时间为 t2=0.4?0.22s=0.1s
所以弹簧振子振动的周期为 T=2t1+4t2=0.8s
则振动频率为 f=1T=1.25Hz
B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
9. C
A、质点1为波源，波向右传播， t=T2 时，质点9开始振动，根据同侧法可知其振动方向向上；A不符合题意.
B、 t=T2 时，质点5处于波峰，此时振动的速度为零，指向平衡位置的加速度最大，方向向下；B不符合题意.
C、根据振动和波的传播规律可得 mA=4.0kg 时的波形图：
mA=4.0kg 时，波传播的距离为 x=λ4 ，则质点5开始振动，而所有的质点被带动起振的方向相同都向上；C符合题意.
D、振动时的回复力产生的加速度都指向平衡位置， mA=4.0kg 时的质点3正在正向位移处，则加速度向下；D不符合题意.
故答案为：C.
10. C
机械波在同中介质中传播速度相同，由图知波长越来越小， v=λf ，则频率越来越大，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C．
11. A
波的频率由波源决定，同一波源产生的两列频率是一定的，所以 f1=f2 ；
根据波速公式 v=λf ，f相同，则 v∝λ ，即有： v1λ1=v2λ2 ，A符合题意，B、C、D不符合题意；
故答案为：A。
12. C
A．若波沿x轴正方向传播，由上下坡法可知，a正向平衡位置运动，速度增大，A不符合题意；
B．若波沿x轴负方向传播，由上下坡示可知，c正向下运动，B不符合题意；
C．若e比d先回到平衡位置，则e点正向上运动，由同侧法可知，波沿x轴负方向传播，C符合题意；
D．在波的传播过程中，每个质点均在各自的平衡位置附近做机械振动，并不随波迁移，D不符合题意。
故答案为：C。
13. B
根据距坐标原点x=0．8m处质点的振动图象可知：t=0.35s时该点在y轴负方向上且向上振动，简谐横波沿x轴正方向传播，
A．由A图知距坐标原点x=0.8m处的质点处在y轴负方向上且向下振动，A不符合题意；
B．B图中该质点处在y轴负方向上，正向上振动，B符合题意；
C．C图中该质点处在y轴正方向上，正向上振动，C不符合题意；
D．D图中该质点处在y轴正方向上，正向下振动，D不符合题意。
故答案为：B。
14. B
由同侧法可得2cm故答案为：B。
15. D
由机械波的周期性和平移法可知：波形由题图中实线所表示的波形变为虚线所表示的波形，波向右传播的可能距离为Δx＝ (n+14) λ＝(4n＋1)m
可能的速度为v1＝ Δxt2?t1 ＝(4n＋1)m/s(n＝0,1,2…)? ①
波向左传播的可能距离为Δx′＝ (n+34) λ＝(4n＋3) m
可能的速度为v2＝ Δx't2?t1 ＝(4n＋3)m/s(n＝0,1,2…)? ②
把n取0、1、2…代入①②两式可知，D是不可能的，ABC可能。
故答案为：D。
二、填空题
16. 0.8m；4s；0.25Hz；7.2m；0m；L；0.5m/s
由波形图可知，质点N的振幅是0.8m，由振动图像可知，振动周期为4s，振动频率为1/4Hz=0.25HZ；9 s=2 14 T，则从这一时刻起质点M在9 s内运动的路程为4A×2 14 =9A=7.2m，9 s末质点M回到平衡位置向上振动，则位移为0m；t=0时刻质点L由平衡位置向上振动，则图乙表示质点L的振动图象；该波的波速为 v=λT=2.04m/s=0.5m/s .
17.0.03；AC；BD
解：在简谐波传播的过程中，各质点都做简谐运动，振幅都相等，由图知，质点A的振幅是A=3cm=0.03m． 处于平衡位置的质点速度最大，动能最大；处于最大位移处的质点速度为零，势能最大．所以此时动能最大的质点是A、C．势能最大的质点是B、D．
故答案为：0.03，A、C，B、D．
18.2m；减弱
解：由简谐运动表达式为x=0.1sin（10πt）m知，角频率ω=10πrad/s，则周期为T= 2πω = 2π10π =0.2s 由v= λT 得，波长λ=vT=10×0.2m=2m；
据题：P点到A、B两个波源的路程差△S=5m﹣4m=1m= 12 λ，故P点的振动减弱．
故答案为：2m，减弱．
三、综合题
19. （1）解：从图1中可知 λ=4cm=0.04m
则波速 v=λT=0.044=0.01m/s
（2）解：由于 7s=134T ，而在1个周期内质点的路程为 4A ，所以0~7s内质点N的路程为 s=134×4A=7A=14cm
（3）解：根据走坡法可知在0时刻质点M正通过平衡位置向上振动，所以在0~4s内，即一个周期内的振动图像如图所示
（1）利用波长和周期的关系可以求出传播的速度；
（2）利用周期和振幅可以求出质点运动的路程；
（3）利用走坡法可以画出对应的振动图像。
20. （1）解：由图甲可知，波长为4m，由图乙可知，周期为0.2s，则传播速度为 v=λT=40.2m/s=20m/s
由图乙可知，在t=0.05s时刻质点P处于平衡位置且向下振动，由同侧法结合图甲可知，波沿x轴正方向传播
（2）解：由波的平移法可知，在t=0时刻，质点Q位于平衡位置，且开始向下振动，则Q质点的振动图像如图所示
（1）从甲图可以得出波长的大小，从乙图可以得出周期的大小，利用波长和周期可以求出波速的大小；利用质点的振动方向可以判别波传播的方向；
（2）利用波的平移法可以画出质点Q的振动图像。
21. （1）解：根据图甲可知波的波长为 λ=2.0m
振幅为 A=10cm
（2）解：根据图乙可知周期为 T=0.4s
根据速度公式可得该简谐横波传播速度的大小 v=λT=2.00.4m/s=5.0m/s
t=0 时刻P点向上振动要达到它前面点的位移，可以判断波沿x轴正向传播
（3）解：由于周期 T=0.4s 经过0.7s，则有 0.7s=74T
故质点Q运动的路程 s=74×4A=70cm
（1）利用图像可以得出周期和振幅的大小；
（2）利用周期和波长的大小可以求出波速的大小；
（3）利用运动的时间可以求出路程的大小。